Entrega de agentes terapêuticos Através intracerebroventricular (ICV) e injecção intravenosa (IV) em ratos
Summary
Este artigo demonstra dois métodos muito diferentes de injecção: 1) para o cérebro (intracerebroventricular) e 2) sistêmica (intravenosa) para introduzir a agentes terapêuticos para o sistema nervoso central de camundongos recém-nascidos.
Abstract
Apesar do papel protetor que barreira hematoencefálica desempenha na proteção do cérebro, que limita o acesso ao sistema nervoso central (SNC), que na maioria das vezes resulta em falha da terapêutica potencial projetado para 1,2 doenças neurodegenerativas. Doenças neurodegenerativas como a Atrofia Muscular Espinhal (SMA), em que os neurônios motores inferiores são afetados, pode beneficiar muito com a introdução de agentes terapêuticos para o CNS. O objetivo deste vídeo é demonstrar dois paradigmas de injecção diferentes para entregar materiais terapêuticos em ratos neonatal logo após o nascimento. Um desses métodos é injetar diretamente cerebral ventrículos laterais (intracerebroventricular) que resulta na entrega de materiais para o sistema nervoso central através do fluido cerebrospinal 3,4. O segundo método é uma injeção de veia temporal (intravenosa) que podem introduzir terapêutica diferente para o sistema circulatório, levando a administração sistêmica incluindo os 5 CNS. Transdução generalizada do SNC é possível se um vetor viral adequada e sorotipo viral é utilizado. Visualização e utilização da veia temporal para injeção é viável até dia pós-natal 6. No entanto, se o material entregue é objetivo de atingir o sistema nervoso central, essas injeções deve ocorrer enquanto a barreira hematoencefálica é mais permeável devido a seu status imaturos, de preferência antes do dia pós-natal 2. A barreira cérebro-sangue totalmente desenvolvido limita bastante a eficácia da administração intravenosa. Ambos os sistemas de entrega são simples e eficaz uma vez que a aptidão cirúrgica seja alcançado. Eles não requerem qualquer dispositivo cirúrgica extensa e pode ser realizada por uma única pessoa. No entanto, estas técnicas não são sem desafios. A pequena dimensão do pós-parto dia 2 filhotes e os subseqüentes áreas-alvo pequenas podem fazer as injeções de difícil execução e, inicialmente, um desafio para replicar.
Protocol
Discussion
Pesquisa utilizando modelos de ratos da doença muitas vezes exige a administração de medicamentos ou outras substâncias para recém-nascidos. Neste vídeo, demonstramos o passo-a-passo os procedimentos que envolvem dois tipos de estratégias de injeção que pode ser usado para atingir o SNC: 1) injeção direta no sistema nervoso central utilizando injeção intracerebroventricular (ICV), ou 2) injeção IV visando a / temporal veia facial. O timing destas injeções é de grande importância. Desde que as injeçõ…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Os autores gostariam de agradecer a John Marston para especialista em animais de criação e Marco A. Dr. Passini para assistência técnica nas fases iniciais deste projeto. Este trabalho foi financiado por subvenções dos Institutos Nacionais da Saúde para CLL (R01NS41584; R01HD054413).
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
|---|---|---|---|
| Green Food Dye | McCormick | n/a | Must be filtered |
| Hamilton Glass Syringe (100 μL) | Sigma Aldrick | 20702 | |
| LuerMxF Thread Style White Nylon | Small Parts, Inc. | VPLF-LC78-1-25 | |
| Fine gauge Hypodermic Needles | Popper | 7111 | Size: 33(SWG) x ¼” (6.35 MM) |
| Wee Sight Transilluminator | Respironics | 1017920 | |
| 2.25X Headband Magnifier | MagEyes | Model No. 5 | Select magnification to fit individual preferences |
References
- Blanchette, M., Fortin, D. Blood-brain barrier disruption in the treatment of brain tumors. Methods Mol. Biol. 686, 447-463 (2011).
- Foust, K. D., Kaspar, B. K. Over the barrier and through the blood: to CNS delivery we go. Cell Cycle. 24, 4017-4018 (2009).
- Snyder, E. Y., Taylor, R. M., Wolfe, J. H. Neural progenitor cell engraftment corrects lysosomal storage throughout the MPS VII mouse brain. Nature. 374, 367-370 (1995).
- Passini, M. A., Wolfe, J. H. Widespread gene delivery and structure-specific patterns of expression in the brain after intraventricular injections of neonatal mice with an adeno-associated virus vector. J. Virol. 24, 12382-12392 (2001).
- Kienstra, K. A., Freysdottir, D., Gonzales, N. M., Hirschi, K. K. Murine neonatal intravascular injections: modeling newborn disease. J. Am. Assoc. Lab. Anim. Sci. 46, 50-54 (2007).
- Sands, M. S., Barker, J. E. Percutaneous intravenous injection in neonatal mice. Lab. Anim. Sci. 49, 328-330 (1999).
- Foust, K. D. Rescue of the spinal muscular atrophy phenotype in a mouse model by early postnatal delivery of SMN. Nat. Biotechnol. 28, 271-274 (2010).
- Foust, K. D. Intravascular AAV9 preferentially targets neonatal neurons and adult astrocytes. Nat. Biotechnol. 27, 59-65 (2009).
- Passini, M. A., Watson, D. J., Wolfe, J. H. Gene delivery to the mouse brain with adeno-associated virus. Methods Mol. Biol. 246, 225-236 (2004).
- Coady, T. H., Lorson, C. L. Trans-splicing-mediated improvement in a severe mouse model of spinal muscular atrophy. J. Neurosci. 30, 126-130 (2010).
- Baughan, T. D., Dickson, A., Osman, E. Y., Lorson, C. L. Delivery of bifunctional RNAs that target an intronic repressor and increase SMN levels in an animal model of spinal muscular atrophy. Hum. Mol. Genet. 18, 1600-1611 (2009).
- Coady, T. H., Baughan, T. D., Shababi, M., Passini, M. A., Lorson, C. L. Development of a single vector system that enhances trans-splicing of SMN2 transcripts. PLoS One. 3, e3468-e3468 (2008).
- Dickson, A., Osman, E., Lorson, C. A. Negatively-Acting Bifunctional RNA Increases Survival Motor Neuron in vitro and in vivo. Hum. Gene. Ther. 19, 1307-1315 .
- Mattis, V. B., Ebert, A. D., Fosso, M. Y., Chang, C. W., Lorson, C. L. Delivery of a read-through inducing compound, TC007, lessens the severity of a spinal muscular atrophy animal model. Hum. Mol. Genet. 18, 3906-3913 (2009).
- Williams, J. H. Oligonucleotide-mediated survival of motor neuron protein expression in CNS improves phenotype in a mouse model of spinal muscular atrophy. J. Neurosci. 29, 7633-7638 (2009).
- Passini, M. A. CNS-targeted gene therapy improves survival and motor function in a mouse model of spinal muscular atrophy. J. Clin. Invest. 120, 1253-1264 (2010).
- Shababi, M., Glascock, J., Lorson, C. L. Combination of SMN Trans-Splicing and a Neurotrophic Factor Increases the Life Span and Body Mass in a Severe Model of Spinal Muscular Atrophy. Hum. Gene. Ther. 22, 1-10 (2010).
